CN103837515A

CN103837515A - 一种共聚焦自动调节装置

Info

Publication number: CN103837515A
Application number: CN201410097519.6A
Authority: CN
Inventors: 胡晓明; 张凤娟; 李勤; 曹群
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2014-03-17
Publication date: 2014-06-04

Abstract

本发明涉及一种共聚焦自动调节装置，尤其是用于微流控芯片等采用共聚焦方式获取待检测样品荧光信息的装置，该装置通过图像传感器获得样品区域的图像及诱导荧光的光强信息调整装置的相关参数，从而补偿因待检测样品位置重复定位误差造成的不利影响，保证检测器的一致性。此外，该装置采用变焦物镜作为系统物镜，可根据检测样品的尺寸调整聚焦光斑的尺寸大小，提高装置对检测样品的检测体积，从而提高系统的使用范围；也可降低系统对昂贵的压电陶瓷位移台的使用，降低共聚焦检测器的使用成本。

Description

一种共聚焦自动调节装置

技术领域

本发明涉及一种共聚焦自动调节装置，尤其是用于微流控芯片等采用共聚焦方式获取待检测样品荧光信息的装置，该装置通过图像传感器获得样品区域的图像及诱导荧光的光强信息调整装置的相关参数，从而补偿因待检测样品位置重复定位误差造成的不利影响，保证检测器的一致性。

背景技术

共聚焦荧光检测技术是微流控芯片光学检测技术中的一种常用技术，该技术利用光路焦点处的小孔有效防止杂质信号对微弱荧光信号的干扰，极大地提高了检测器的灵敏度。然而，由于微流控芯片加工工艺的限制，微流控芯片的尺寸不可避免存在一定加工误差，造成检测窗口的位置随之变动，进而限制了共聚焦检测技术使用时的重复性与灵敏度。

因此，根据微流控芯片检测窗口的三维位置自动调节检测装置的相关参数，对解决共聚焦荧光检测的稳定性问题具有现实的意义。

发明内容

本发明目的是提供一种共聚焦自动调节装置，根据所述的调节方法可完成共聚焦装置的自动调节，解决微流控芯片等共聚焦检测装置的重复定位较差的问题。

本发明采用的装置示意图如图1所示，包括（1）待检测微流控芯片、（2）变焦物镜、（3）二色镜、（4）荧光滤色片、（5）二色镜或分光透镜、（6）变焦透镜、（7）小孔、（8）光电探测器、（9）监控用透镜组、（10）图像传感器、（11）激发光滤色片和（12）激发光源构成。

与传统的共聚焦装置相比，该装置增加了（5）二色镜或分光透镜、（9）监控用透镜组和（10）图像传感器作为位置调节反馈系统，可根据监测结果控制光学系统（2）变焦物镜与（6）变焦透镜的焦距变化。其中（5）既可为二色镜，也可为分光透镜，用于收集（12）激发光源的激发光照射在（1）待检测微流控芯片的反射光信号，从而获取聚焦光斑在检测通道的位置及聚焦光斑的直径大小，根据所获得信息调整微流控芯片的二维水平位置，进而调节（2）变焦物镜的焦距，使（12）激发光源在微流控芯片中的聚焦位置位于检测通道的中心。

此外，该装置采用（2）变焦物镜作为系统物镜，可根据检测样品的尺寸调整聚焦光斑的尺寸大小，提高装置对检测样品的检测体积，从而提高系统的使用范围；也可降低系统对昂贵的压电陶瓷位移台的使用，降低共聚焦检测器的使用成本。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点更能明显易懂，下文特举一实施例，并配合附图，详细说明如下：

图1为系统结构图。概要说明本发明的装置的结构。包括（1）待检测微流控芯片、（2）变焦物镜、（3）二色镜、（4）荧光滤色片、（5）二色镜或分光透镜、（6）变焦透镜、（7）小孔、（8）光电探测器、（9）监控用透镜组、（10）图像传感器、（11）激发光滤色片和（12）激发光源构成。

图2为激发光源聚焦光斑与微流控芯片的水平相对位置示意图，图中（13）为聚焦光斑，（14）为微流控芯片的检测沟道。图2中自左而右分别为聚焦光斑偏左、居中及偏右的示意。装置根据图像采集获得反馈参数，调节载物台的水平方向移动使聚焦光斑照射在微流控芯片检测通道的居中位置。

图3为激发光源聚焦光斑与微流控芯片的垂直相对位置示意图，图中（15）为微流控芯片的上下表面。图2中自左而右分别为聚焦光斑偏上、居中及偏下的示意。装置根据图像采集获得反馈参数，调节（2）变焦物镜和（6）变焦透镜使聚焦光斑照射在微流控芯片检测通道的垂直方向的居中位置。

具体实施方式

下面结合附图与实例，对本发明做更进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不作为对本发明的限定。

将（1）待检测微流控芯片放置在载物台时，由于安装误差的因素，（12）激发光源经（2）变焦物镜聚焦光斑的位置不能与检测通道的中心位置重合，如图2所示的左边或右边图像所示，在沿光轴方向也不能与检测通道的中心相重合，如图3中的左边或右边图像所示。

装置启动后，首先根据（9）监控用透镜组及（10）图像传感器获得的图像在水平方向的移动载物台，使聚焦光斑中心与微流控芯片检测通道的中心对齐；然后调节（2）变焦物镜的焦距大小，使微流控芯片的沟道边缘成像最清晰；最后，调节（6）变焦透镜的焦距使采集的信号强度最大。本发明不限定上述调节过程的调整顺序，可根据实际情况操作改变。

为减小荧光的损失，（5）二色镜或分光透镜可在检测荧光时通过机械装置或其他装置移除。

Claims

1.一种共聚焦自动调节装置，根据所述的调节方法可完成共聚焦装置的自动调节，解决微流控芯片等共聚焦检测装置的重复定位较差的问题，其主要构成包括（1）待检测微流控芯片、（2）变焦物镜、（3）二色镜、（4）荧光滤色片、（5）二色镜或分光透镜、（6）变焦透镜、（7）小孔、（8）光电探测器、（9）监控用透镜组、（10）图像传感器、（11）激发光滤色片、（12）激发光源。

2.根据权利要求1所述的一种共聚焦自动调节装置，其特征在于通过（9）监控用透镜组、（10）图像传感器可获得微流控芯片及其激发光源聚焦的反射光图像，控制载物台平移及（6）变焦透镜变化焦距，实现聚焦光斑的三维中心对准，保障装置的重复性及检测灵敏度。